试题分析:
(1)设电子经电压
U1加速后的速度为
v0,根据动能定理得:
e U1=
(2分) 解得:
(1分)
(2)电子以速度
v0进入偏转电场后,垂直于电场方向作匀速直线运动,沿电场方向作初速度为零的匀加速直线运动。设偏转电场的电场强度为
E,电子在偏转电场运动的时间为
t1,电子的加速度为
a,离开偏转电场时相对于原运动方向的侧移量为
y1,根据牛顿第二定律和运动学公式得:
F=
eE,
E=
,
F=
ma,
a =
(1分)
t1=
(1分)
y1=
, (1分)
解得:
y1=
(2分)
(3)设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为
vy,根据运动学公式得
vy=
a1t=
(1分)
电子离开偏转电场后作匀速直线运动,设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为
t2,电子打到荧光屏上的侧移量为
y2,如图17所示
t2=
(1分),
y2=
vyt2 解得:
y2=
(1分)
P到
O点的距离为
y=
y1+
y2=
(1分)
点评:带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同.先分析受力情况再分析运动状态和运动过程(平衡、加速、减速,直 线或曲线),然后选用恰当的规律解题.解决这类问题的基本方法有两种,第一种利用力和运动的观点,选用牛顿第二定律和运动学公式求解;第二种利用能量转化 的观点,选用动能定理和功能关系求解.